CICLO DE KREBS

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CICLO DE KREBS, DEL ÁCIDO CÍTRICO O DE ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS
Comprende una serie de reacciones en la cual se produce oxidación total de restos acetato procedentes de muy distintos orígenes (glúcidos, lípidos, aminoácidos). El acetil-CoA actúa como “alimentador” del ciclo e inicia las reacciones combinándose con oxaloacetato. Al final se regenera oxaloacetato, compuesto que funciona en la oxidación del resto acetilo a dos moléculas de CO2 (productos del ciclo).
1. Formación de ácido cítrico. Se produce condensación del acetil-coenzima A con oxaloacetato, dando citrato (forma iónica del ácido cítrico). Esta reacción es catalizada por una enzima condensante, la citrato sintasa.
2. Formación de isocitrato. Se produce isomerización y el citrato se convierte en isocitrato en dos pasos. Primero se deshidrata a cis-aconitato, luego recupera agua y forma isocitrato. Ambas etapas son catalizadas por la misma enzima, la aconitasa.
3. Oxidación de isocitrato. El isocitrato se deshidrogena para convertirse en oxalosuccinato. Cataliza esta reacción la isocitrato deshidrogenasa, oxidorreductasa que utiliza NAD como coenzima. Esta etapa es el principal sitio de regulación del funcionamiento del ciclo.
4. Descarboxilación de oxalosuccinato. La isocitrato deshidrogenasa, cataliza la descarboxilación de oxalosuccinato para dar α-cetoglutarato.
En esta etapa se libera la primera molécula de dióxido de carbono.
5. Descarboxilación oxidativa de α-cetoglutarato. La reacción es similar a la descripta para piruvato. El proceso es catalizado por un sistema multienzimático llamado complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa, que requiere las coenzimas pirofosfato de tiamina, ácido lipoico, coenzima A, FAD y NAD. Los productos de la reacción son CO2, NADH, H+ y succinil-CoA.
6. Formación de succinato. La succinil-CoA es convertida en succinato y CoA libres por acción de succinato tioquinasa. Esta reacción requiere guanosina difosfato (GDP) y fosfato inorgánico (Pi). La energía contenida en succinil-CoA es utilizada para transferir fosfato a GDP y obtener guanosina trifosfato (GTP).
A partir de GTP se puede formar ATP, en reacción catalizada por nucleósido difosfato quinasa.
7. Deshidrogenación de succinato. El succinato se oxida a fumarato por acción de succinato deshidrogenasa, con FAD como aceptor de hidrógenos.
8. Hidratación de fumarato. Se adiciona agua y el fumarato se convierte en malato. La reacción es catalizada por la fumarasa.
9. Oxidación de malato. El malato pierde dos hidrógenos y se transforma en oxaloacetato. Cataliza la reacción la malato deshidrogenasa, dependiente de NAD.
Durante una vuelta completa se liberan dos moléculas de CO2 y ocho átomos de hidrógeno. Tres pares de esos hidrógenos son cedidos a NAD y el par restante, a FAD. En la cadena respiratoria esos cuatro pares de hidrógeno formarán, uniéndose a oxígeno, cuatro moléculas de agua.